1.轧辊概况
某公司中板厂的轧辊母材为ZU60CrMnMo；总长5075mm；辊体尺寸为ϕ1100mm×2350mm；质量26t。此轧辊自1997年堆焊修复后，一直使用至今。近来又接近报废尺寸，须进行二次修复。经检测，轧辊现存在以下问题。
1）轧辊局部疲劳层较厚，表面积瘤多，龟裂处多，网纹现象严重，并有纵向和环向裂纹。
2）在粗车疲劳层时，不断有小块剥落，轧辊内部近表面处创伤严重。
3）网纹深度约5～15mm；裂纹深度约5～25mm。
上述磨损缺陷情况，给第二次修复带来了一定的困难。
2.轧辊原堆焊工艺分析
1）初次堆焊轧辊的工艺流程是：预检→车削疲劳层→探伤→预热→堆焊打底层→中间热处理→预热→堆焊表面工作层→焊后热处理→精车→探伤→检验→使用。
2）原堆焊材料，在堆焊打底层时选用的焊材为焊丝H2Cr13，配用HJ260；堆焊表面层时则选用焊丝H2Cr13，配用HJ260与烧结型焊剂的混合焊剂，堆焊金属组织为马氏体。马氏体本身具有脆性，再经过两次550℃×15h的高温回火（打底层和盖面层各一次），造成大量碳化物聚集、长大，更加降低了基体强度，增加了脆性。
3）表面层采用了混合焊剂，堆焊时通过焊剂向熔敷金属过渡了更多的合金元素，提高了堆焊层的强度和硬度，但也加大了材料的脆性，容易产生裂纹和剥落。
3.解决办法
从堆焊工艺的角度来看，必须优化堆焊材料，才能改善使用情况。因轧辊材质为ZU60CrMnMo，钢中碳含量高，要求工作层合金元素较多，因此打底层应选择碳含量低、合金元素含量少、既有较好的塑性、又有适当的硬度的材料；工作层可选择强度高、硬度高、韧性和耐磨性能好的材料。所以选用了507管状焊丝，配合HJ431焊剂打底，硬度值为35～38HRC；工作层选用528A管状焊丝，配合HJ260焊剂堆焊，硬度值为50～55HRC，两种焊丝的化学成分，如表5-43所示。
表5-43 堆焊焊丝的化学成分（质量分数，%）(www.xing528.com)
507焊丝属于中低碳焊丝，可稀释母材中的碳含量，减小裂纹倾向；同时碳含量又接近工作层要求，能起到良好的过渡作用；少量的铬元素可增加熔敷金属硬度，保证塑性；锰的作用是除硫，抑制热裂纹的产生；微量的钼可以细化晶粒，稳定组织，减小脆性。
528A焊丝的堆焊层为马氏体不锈钢类合金，堆焊工艺性能良好，堆焊层的摩擦因数小，具有良好的耐冲击和耐金属间磨损性能。可进行多层堆焊无裂纹，堆焊金属能进行机械加工。
4.轧辊堆焊过程
（1）粗车疲劳层 将网状和环形裂纹车掉。局部裂纹可用手工打磨去除，然后在正式堆焊前用手工补平。
（2）探伤 采用CTS—2000型超声波探伤仪对轧辊面进行全部检测，保证不存在影响堆焊的缺陷。
（3）预热 轧辊均匀地加热至300℃左右。
（4）堆焊材料干燥 将管状焊丝、焊剂在200℃进行烘干，保温待用。
（5）堆焊参数 焊接电流450～550A；电弧电压35～40V；轧辊转速600～700mm/min；小车速度2～3mm/min。
（6）层间温度 堆焊过程中轧辊应持续加热，保证层间温度在250～280℃。
（7）热处理 堆焊完成后立即进炉回火，加热温度500～520℃，保温15h，然后在炉内缓冷至100℃以下出炉。
轧辊加工至使用尺寸，经探伤检验合格后安装使用。2004年按上述优化焊材的工艺方法堆焊的轧辊，至今仍然在线使用。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
